陆地棉无短绒突变体GZnn的纤维发育及其基因表达分析

 【目的】利用棉花无短绒突变体GZnn为材料,分离与棉花纤维发育相关的重要基因,从而揭示棉花纤维发育的分子机理。【方法】通过扫描电镜观察GZnn与其近等基因系TM-1在纤维发育上的差别;采用差异显示RT-PCR方法寻找GZnn与TM-1之间的差异表达片段,并进行相应分析。【结果】用扫描电镜观察突变体GZnn与TM-1的胚珠表面纤维细胞起始发生的情况,发现GZnn不仅在纤维细胞发生和延伸上延迟,而且纤维细胞总数也明显减少。利用差异显示PCR进行比较筛选,获得了12个差异表达的EST片段,其中,DS3只特异性地在GZnn 开花前（-3～0 DPA）的胚珠中特异表达,而在其近等基因系TM-1中没有表达,推测DS3可能是一个纤维启动过程中的MYB类负调控转录因子。【结论】本研究利用棉花无短绒突变体GZnn发现,棉纤维细胞在早期分化和形态建成过程中大量基因表达,对其中的关键基因的表达模式和功能开展深入研究将有助于阐明棉纤维分化发育的分子机理,为棉花遗传改良提供理论基础。     

玉米叶片早衰突变体les1的生理特性及基因初步定位

通过甲基磺酸乙酯诱变得到玉米叶早衰突变体les1(leaf early senescence 1),突变体les1从7叶期开始叶片由下往上失绿黄化,生长后期叶片黄化干枯面积逐渐增大,且突变体les1地下部分生物量及子粒变小、子粒千粒重显著降低。与叶片黄化表型一致,研究发现,突变体les1叶片中光合色素含量以及净光合速率显著降低,且突变体les1中活性氧及丙二醛大量积累,可能与叶绿素的降解及叶片早衰相关。遗传分析表明,les1的叶片早衰表型由单基因隐性突变所致,进一步通过混池建库和全基因重测序将les1的突变位点初步定位在2号染色体。     

GTPase RABE1b参与拟南芥胚胎发育的研究

[目的]研究影响拟南芥早期胚胎发育分裂模式的基因。[方法]从拟南芥T-DNA插入的突变体库中分离到2个T-DNA插入突变体,通过表型观察胚胎发育情况。[结果]PCR-WALKING表明,T-DNA插入位点分别位于基因At4g20360的5′非编码区和启动子区,基因编码的GTPase RABE1b蛋白为Rab蛋白家族的成员,将这2个突变体分别命名为Atrabe1b-1和Atrabe1b-2。透明分析发现此突变体在胚胎发育早期球形胚时期分裂模式出现异常,RT-PCR分析发现此基因在拟南芥中以组成型表达。[结论]基因At4g20360影响拟南芥早期胚胎发育的分裂模式,推测其编码的蛋白GTPase RABE1b可能对控制拟南芥胚胎发育过程中的细胞分裂起重要作用。     

拟南芥非特异性磷脂酶C2的磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C活性研究

在拟南芥中有6个非特异性磷脂酶C(NPC1~NPC6)。GUS染色显示NPC2在根中主要是在根尖分生区和伸长区表达,在成熟区主要是在维管组织中表达;在叶中,NPC2主要在发育的叶片中表达,随着叶片成熟进程,NPC2基因的表达量逐渐降低。npc2-1突变体的PC-PLC活性比野生型降低47.7%,互补的植物能不同程度地恢复突变体的PC-PLC酶活性。这说明NPC2具有PC-PLC酶活性。NPC2基因在侧根形成位点的表达虽然与IAA诱导的侧根形成紧密相关,但外源IAA处理野生型和突变体之间的侧根密度、主根长度和侧根总长无明显区别。     

GTPase RABE1b参与拟南芥胚胎发育的研究

[目的]研究影响拟南芥早期胚胎发育分裂模式的基因。[方法]从拟南芥T-DNA插入的突变体库中分离到2个T-DNA插入突变体,通过表型观察胚胎发育情况。[结果]PCR-WALKING表明T-DNA插入位点分别位于基因At4g20360的5＇非编码区和启动子区,基因编码的GTPase RABE1b蛋白为Rab蛋白家族的成员,将这2个突变体分别命名为Atrabe1 b-1和Atrabe1b-2。透明分析发现此突变体在胚胎发育早期球形胚时期分裂模式出现异常,RT-PCR分析发现此基因在拟南芥中以组成型表达。[结论]基因At4g20360影响拟南芥早期胚胎发育的分裂模式,推测其编码的蛋白GTPaseRABE1b可能对控制拟南芥胚胎发育过程中的细胞分裂起重要作用。     

玉米EMS突变体库构建及突变体初步鉴定

[目的]构建玉米诱变变体库,创制玉米新种质资源.[方法]采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变玉米优良自交系B73和郑58,构建变体库;选取小叶夹角突变体rla1、rla2进行密植产量测定和遗传学分析.[结果]2个突变体库的M2代含有表型丰富的突变体,尤其是一些突变体表现出优良农艺性状,如叶夹角小、棕色叶中脉、矮化、抗性,具有重要的育种价值.rla1、rla2表型相似,较初始材料耐密植,在试验各种植密度下,单位面积产量均高于对照组;且产量随着密度增大而提高,其最大密植度在100000株/hm2.遗传学分析显示,rla1、rla2都是单基因隐性突变,而且是等位基因突变.[结论]B73和郑58的EMS突变体库为玉米育种提供了宝贵的材料资源.     

玉米茉莉酸甲酯不敏感突变体的筛选

植物激素茉莉酸(jasmonic acid,JA)作为一种可以长距离运动的信号分子在植物对昆虫侵害的系统抗性中起核心调控作用。为了解析玉米JA信号途径及抗虫机制,本研究利用改进的玉米突变体的筛选方法,筛选与JA信号途径相关的突变体用于下一步的研究。将甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的玉米突变体库6118份种子分别置含有外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)的培养基中培养,通过观察玉米根系的生长情况,确定对MeJA的不同耐受性。当MeJA终浓度为50μmol L–1时,初步筛选到对MeJA不敏感的I级耐受性突变体61株;当MeJA终浓度分别为100μmol L–1和200μmol L–1时进行验证,得到的耐受性事件分别为37株和10株。对自交收获的子一代遗传性分析表明,这些突变体对MeJA表现出的耐受性具有可遗传性。筛选获得的对MeJA不敏感突变体可能与JA调控有关,是研究玉米JA信号途径的很好材料。